PbxSr1-xTiO3的电子结构

在广义梯度近似下,采用基于密度泛函理论框架下的超软赝势平面波和虚拟晶体近似方法,计算了不同Pb/Sr摩尔比的PbxSr1-xTiO3(PST)固溶体的精细结构,确定了A位离子在铁电相的平衡构型.利用虚拟晶体近似方法分别计算了摩尔比x为0.6、0.7的PbxSr1-xTiO3精细结构.结果表明,在钛酸锶铅固溶体中,随着Pb的摩尔比增大,晶胞体积膨胀,c/a值增大.当0.6<x<0.7时,固溶体从立方相转变为四方相.Ti相对于氧八面体沿[001]方向发生了约0.01nm偏心位移时,自发极化强度显著增大,从而表现出较为明显的铁电性.

(Ba,Pb)TiO3陶瓷的半导化机理及其湿敏特性研究

为了改善感湿性能很差的BaTiO3陶瓷的湿敏特性,通过PbTiO3与BaTiO3复合,制备了表面为无规则网络状结构、内部具有丰富孔洞通道的(Ba,Pb)TiO3陶瓷,在30℃～70℃的温度范围内、RH=12RH%～93RH%之间5个检测点上测试了该材料的阻-湿特性.依照Anderson无序方法分析了陶瓷晶粒的半导化机理,并从表面吸附及能带理论的观点分析了(Ba,Pb)TiO3陶瓷的湿敏特性.理论上指出施主掺杂(Ba,Pb)TiO3陶瓷晶粒的半导化主要是由于晶格B位处于Ti4+和Nbs+的成分无序状态所致;指出(Ba,Pb)TiO3陶瓷属于复杂性系统,其相对湿敏特性由晶粒半导化、表面吸附、晶界势垒等多个因素决定.结果表明其电阻值在12RH%～93RH%的相对湿度范围内变化3个数量级,且湿敏特性曲线在单对数坐标中接近线性.

(Pb,Ca)TiO_3纳米晶粉末的溶胶凝胶合成及表征

以醋酸铅，硝酸钙和钛酸丁酯为原料，采用溶胶凝胶法成功地制备了（Ｐｂ，Ｃａ）ＴｉＯ３纳米晶粉末，并通过ＸＲＤ、ＦＴＩＲ、ＤＴＡ、ＴＧ、ＴＥＭ等方法对纳米粉末的结构进行了表征，粉末粒径为３０～５０ｎｍ，大小均匀，颗粒呈椭球形。

锶盐对溶胶-凝胶法制备(Sr,Pb)TiO_3纳米晶粉的影响

目的 比较不同锶盐对制备(Sr,Pb)TiO3纳米晶粉的影响。方法 分别以硝酸锶和醋酸锶为原料,采用溶胶 凝胶法制备(Sr,Pb)TiO3纳米晶粉。结果 比较了不同实验条件下,锶源不同导致形成溶胶、凝胶和(Sr,Pb)TiO3纳米晶粉的差异,分析了形成差异的原因。结论两种原料各有利弊。采用醋酸锶为锶源可以获得纯钙钛矿相的(Sr0.4Pb0.6)TiO3纳米晶粉,其平均粒径约为18nm,外观多呈球形且分散性较好。

复合施主掺杂对(Ba,Pb)TiO_3系半导体陶瓷的影响

通过固相法制备了施主掺杂的(Ba,Pb)TiO_3半导体陶瓷,研究了掺杂对(Ba,Pb)TiO_3陶瓷的物理性能、显微结构、电畴结构及半导化机理的影响。结果表明,掺加一定量的施主Sb^(3+),Nb^(5+)及复合施主(Sb^(3+),Nb^(5+))均可以实现陶瓷的半导化,而且杂质种类的不同材料的显微结构、电畴结构及半导化机理也存在显著的差别,复合施主掺杂可以进一步降低材料的室温电阻率,并且制得结构致密、高耐压值的(Ba,Pb)TiO_3陶瓷。结合不同施主掺杂对显微结构、电畴结构的影响及缺陷化学理论,对(Ba,Pb)TiO_3陶瓷的半导化机理给出了定性的解释。

(Pb,La)TiO_3铁电薄膜微结构与制备工艺研究

采用射频磁控溅射技术在室温淀积、其后在700℃下退火10min,制备了(Pb,La)TiO3(简记为PLT)铁电薄膜。利用XRD研究了薄膜的结晶性;利用XPS研究了薄膜表面的化学成分、组分以及表面原子的化学价态;利用SEM研究了薄膜的断面。薄膜结构分析结果表明,在一定的制备工艺条件下,薄膜制备时间的长短对薄膜结晶性能的影响不大;XPS波谱分析表明,所测得的元素有Pb、La、Ti、O和C,其中C元素是薄膜在制备或测试过程中的污染,薄膜中没有其它杂质元素;由断面的SEM分析可知,在本论文采用的制备工艺条件下,薄膜与基底之间基本上没有互扩散,薄膜与基底的界面比较清楚。

Sr_(0.4)Pb_(0.6)TiO_3基陶瓷晶界组成对热敏特性的影响

采用固相烧结工艺制备出了Ｓｒ０．４Ｐｂ０．６ＴｉＯ３半导体陶瓷元件，其阻温特性具有独特的ＮＴＣＲ和ＰＴＣＲ复合效应，陶瓷室温电阻率及居里点以下的ＮＴＣＲ效应随着烧结温度的升高而提高，适当过量ＰｂＯ则能降低陶瓷室温电阻率及其ＮＴＣＲ效应．利用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＥＤＳ分别对样品的相结构、形貌及成份分布等进行分析，结果显示晶界中的Ｓｒ，Ｔｉ含量相对较高，而Ｐｂ含量相对较低，材料的阻温特性明显受其影响．铅挥发造成的阳离子空位是该类半导体陶瓷在居里点下出现ＮＴＣＲ效应的主要原因之一，同时探讨了Ｙ３＋离子掺杂（Ｓｒ，Ｐｂ）ＴｉＯ３陶瓷的半导化机理和热敏特性．

铅挥发对（Sr，Pb）TiO_3系材料电特性的影响

用扫描电镜和能谱分析技术观察了（Ｓｒ，Ｐｂ）ＴｉＯ＿３系ＰＴＣ材料的形貌和铅高子的状态。研究了铅挥发对该材料电学特性的影响。指出该材料较高的常温电阻率、较低的ＰＴＣ效应及较宽的居里温区主要源于铅挥发及ＳｒＴｉＯ＿３，ＰｂＴｉＯ＿３居里温度的较大差异。

施主掺杂(Sr,Pb)TiO_3陶瓷的正电子湮没(PAT)研究

本文采用正电子湮没技术（ＰＡＴ）研究了施主掺杂（Ｓｒ，Ｐｂ）ＴｉＯ３陶瓷的半导化机制，结果表明，在低施主掺杂浓度下，半导化行为与准自由电子浓度有关，主要取决于电子补偿机制，同时晶格失氧对半导化也有贡献。高浓度时，重新绝缘源于缺陷的缔合。

溶胶-凝胶法制备(Pb_(0.76)Ca_(0.24))TiO_3薄膜及性能研究

以硝酸钙、醋酸铅和钛酸丁酯为原料,甲醇做溶剂,乙酰丙酮为稳定剂。用简单的溶胶-凝胶法和快速退火工艺在Pt/Ti/SiO2/Si(100)基片成功地制备出四方钙钛矿相(Pb0.76Ca0.24)TiO3(PCT)薄膜。用原子力显微镜、扫描电镜分析了薄膜的表面和断面形貌;测试了薄膜的铁电和介电特性。PCT薄膜的剩余极化强度和矫顽场分别为36μC/cm2和240kV/cm,在100kHz,薄膜的介电常数和损耗因子分别为295和0.027。

(Pb_(0.9-x)La_(0.1)Ca_x)TiO_3纳米微粉的拉曼谱分析

利用溶胶-凝胶法(sol-gel)合成制备了PbTiO_3、(Pb_(0.9-x)La_(0.1)Ca_x)TiO_3[简写为PLCT(100x)]纳米微粉,微粉平均粒径为20～40nm,利用拉曼散射和X射线衍射技术研究了不同Ca含量对PLCT(100x)纳米微粉的结构的影响,实验结果表明,PLCT(100x)纳米微粉的结构随x变化,亦即PLCT(100x)的轴比随x的增大反而减小,研究结果表明:PLCT(100x)拉曼谱的低频模可以看成是由于钙钛矿结构中A位离子Ca^(2+)、La^(3+)的偏离引起的,而高频模主要是TiO_6八面体内部原子的相互运动造成相对位置变化,从而使八面体发生形变引起的。

(Ba,Pb)TiO_3铁电薄膜的制备及其光学性质研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术在(100)Si及石英衬底上制备了Ba0.95Pb0.05TiO3(BPT)铁电薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微术(AFM)对薄膜的物相结构、结晶性和表面形貌进行表征,结果表明晶化完整的BPT薄膜呈多晶钙钛矿结构,薄膜表面均匀致密.用紫外-可见分光光度计在190～1000nm波长范围内,测量了不同温度退火的BPT薄膜的光学透射率,并通过透射光谱计算了薄膜折射率和消光系数的色散关系.

(Ba,Pb)TiO_3半导体陶瓷湿敏特性的研究

制备了在相对湿度为 2 0 % RH～ 98% RH范围内电阻值变化 3个～ 4个数量级的(Ba,Pb) Ti O3 陶瓷湿敏电阻 ,应用固体物理的无序系统理论解释了 (Ba,Pb) Ti O3 陶瓷的晶粒半导化 ,从表面电导及表面势垒的观点出发 ,分析其吸湿特性 。

La掺杂Sr_(0.4)Pb_(0.6)TiO_3陶瓷热敏机理研究

液相掺杂施主元素La ,在 110 0～ 12 0 0℃烧结制备出了Sr0 4 Pb0 6TiO3 基陶瓷。该陶瓷具有显著的NTCR PTCR复合效应 ,其室温电阻率随烧结温度提高而增大 ;而添加少量PbO用于补偿铅损失 ,则明显降低了陶瓷的室温电阻率及减弱了居里点下的NTCR效应。同时利用XRD ,SEM和TEM分别对陶瓷的相结构 ,形貌和畴结构进行了研究。根据实验结果 ,探讨了La掺杂Sr0 4 Pb0 6TiO3陶瓷的半导化机理及其热敏特性。

Si衬底(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3系铁电薄膜的制备与性能研究

性能优良的 Si衬底铁电薄膜的制备对制作 Si基单片集成非制冷焦平面阵列 (UFPA)器件意义重大。文中采用磁控测射技术在 Si衬底上成功地制备了 (Pb1 - x Srx) Ti O3系铁电薄膜 ,该薄膜以 LSCO/ITO复合薄膜作底电极 ,Au薄膜作顶电极 ,其制备工艺可与 Si微电子技术兼容。测试结果表明 ,其微观结构致密 ,绝缘性较好 ,电阻率可高达 1 0 1 1 Ω· cm量级 ,介电常数与热释电系数分别可达 1 0 2 及 1 0 - 2 μC/cm2 K量级。

(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3系铁电陶瓷介电特性的测试分析

采用常规陶瓷工艺掺杂不同含量的分析纯SiO2和La2O3,在不同烧结温度下,制备了系列(Pb1-xSrx)TiO3(简称PST)铁电陶瓷。对所制备的PST铁电陶瓷的介电特性进行了测试分析。1250℃烧结温度较1200℃烧结温度下样品在居里点处的温度系数α有所提高,介电常数ε略高(均在103量级),介电损耗D略有降低。随着工作频率的增加,样品介电常数有较明显的下降,介电损耗D略有增加。

(Ba,Pb)TiO_3系高温PTC半导体材料研究

本文研究了含铅高温PTC半导体陶瓷材料的性能和工艺特点。采用快速烧结法获得了性能优良的(Ba,Pb)TiO_3系半导体材料。

(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3薄膜的结构与光学特性研究

采用sol-gel法制备(Pb1-xSrx)TiO3(x=0.40,0.50,0.60,0.70,简称PST40,PST50,PST60与PST70)前驱体溶液,通过旋涂工艺在石英玻璃基片上沉积PST薄膜。研究了PST薄膜的结构和光学特性。结果显示,经750℃退火30min,所得PST薄膜为晶化良好的钙钛矿立方结构,薄膜平均晶粒尺寸为200～300nm。750℃退火的PST40、PST50、PST60和PST70薄膜样品的直接带隙能分别为3.74,3.79,3.80和3.85eV。随着Sr含量的增加,带隙能增加。

STUDY ON COMPLEX IMPEDANCE SPECTROSCOPY OF CU-IMPLANTED SEMICONDUCTING(Ba_(o·72)Pb_(o·28))TiO_3 CERAMICS

The ac impedance of Nb-doped semicon-ducting (Bao.72Pbo.28)TiO3 ceramics implanted with copper ions(200keV,6X1015 and 1X1017 ions/cm2) in the temperature range 25-320C and the frequency range 10 Hz -13MHz was measured. According to the change of impedance spectroscopy and the equivalent circuit model of semiconducting(Ba, Pb)TiO3 ceramics, the dependence of resistance of bulk and grain-boundary on temperature was analyzed. The results show that relatively low dose must be used to increase the magnitude of the positive temperature coeffieient of resistance(PTCR)effects in the cermmics. In addition,the effects of Cu ion implantation on the PTCR behavior of the ceramics was studied by raststance-tempera-ture measurement.

Preparation of Nano-Particles (Pb,La)TiO_3 Thin Films by Liquid Source Misted Chemical Deposition

Nano particles lanthanum modified lead titanate (PLT) thin films are grown on Pt/Ti/SiO 2/Si substrate by liquid source misted chemical deposition (LSMCD). PLT films are deposited for 4-8 times, and then annealed at various temperature. XRD and SEM show that the prepared films have good crystallization behavior and perovskite structure. The crystallite is about 60 nm. The deposition speed is 3 nm/min. This deposition method can exactly control stoichiometry ratios, doping concentration ratio and thickness of PLT thin films. The best annealing process is to bake at 300 ℃ for 10 min and anneal at 600 ℃ for 1 h.